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军用级光学瞄准设备是一个很好的例子,说明了如何确定正确的泄漏测试,而不仅仅是预期的测试周期时间和目标泄漏率的问题。我们必须始终考虑设备的应用和它将被使用的极端环境。
以步枪瞄准镜为例。这些装置通常用氩气或氮气充电,以防止水分或氧气的渗透。o形密封圈对设备的功能运行寿命至关重要,也代表了潜在的泄漏路径。氧气的渗透会引起内部腐蚀。任何水分的渗透都可能导致短期内起雾,长期内霉菌生长。霉菌久而久之会腐蚀镜片内部,导致图像永久模糊。
由于海拔和昼夜之间的变化,环境温度、湿度和气压的波动为水蒸气穿透密封件和带电荷的气体泄漏创造了完美的条件。在这种情况下,渗透的风险比只暴露在液态水中的设备更大。在这种情况下,测试是一种IP67标准对于容积填充压力衰减泄漏测试可能不完全充分。
对于激光瞄准器来说,如果其外壳没有保持足够的密封,关键元件二极管就非常容易受到高温、湿度和污染物的破坏。那么,我们如何测试,以确保这样一个设备既不会泄漏它所装的气体,又有一个泄漏路径,当它的环境运行条件发生变化时,允许不必要的水蒸气进入?
这就需要进行真空泄漏测试
而不是寻找加压空气泄漏到零件的证据,使用真空泄漏测试,我们取而代之的是测试是否有证据表明该部件正在失去其内部气体平衡状态。测试部件被放置在一个密封的腔内,其周围体积最小。然后我们将空气从测试室中抽出,以产生真空,而不是用空气对测试室加压。真空用来模拟在较高海拔等情况下可能发生的压力变化。
然后我们使用两步方法进行测试;首先是粗漏试验,然后是细漏试验。
两步方法
有严重泄漏(大孔)的密封部件将通过细泄漏测试。这是因为测试室的疏散会同时清空部分的任何内部压力或气体电荷。结果是,在实际测试中不会测量到压力的变化。我们必须首先确定部件是否有严重泄漏,然后才能进行临界细泄漏测试,以确定通过/失败。这是通过使用参考容积罐的压力衰减试验来完成的。
如果部件通过了总泄漏测试,我们接着进行细泄漏测试(第二步),它测量测试腔在一段较长时间内的压力变化。在真空情况下,任何细微泄漏测试过程中的压力变化都表明气体正在从测试部分泄漏到腔室中。
另一种方法是使用示踪气体法。因为像瞄准镜这样的设备是用氩或氦与氮混合的方式充电的,然后我们用质谱仪嗅出这些气体泄漏到测试室的任何证据。